編者注:傅若農(nong)教(jiao)授生于(yu)(yu)1930年(nian),1953年(nian)畢業于(yu)(yu)北(bei)京(jing)大學(xue)化學(xue)系(xi),而后一直在(zai)北(bei)京(jing)理工大學(xue)(原北(bei)京(jing)工業學(xue)院)從事(shi)教(jiao)學(xue)與科研(yan)工作。1958年(nian),傅若農(nong)教(jiao)授開(kai)始(shi)帶領學(xue)生初步進(jin)入吸附柱色(se)譜(pu)和氣相(xiang)色(se)譜(pu)的探索(suo);1966到(dao)1976年(nian)文(wen)化大革(ge)命的后期,傅若農(nong)教(jiao)授在(zai)干校勞動的間隙(xi),系(xi)統(tong)地閱(yue)讀并(bing)翻譯了(le)兩本氣相(xiang)色(se)譜(pu)啟(qi)蒙書,從此進(jin)入其后半生一直從事(shi)的事(shi)業——色(se)譜(pu)研(yan)究(jiu)。傅若農(nong)教(jiao)授是我國(guo)老一輩色(se)譜(pu)研(yan)究(jiu)專家,見證了(le)我國(guo)氣相(xiang)色(se)譜(pu)研(yan)究(jiu)的發展,為我國(guo)培(pei)養了(le)眾(zhong)多色(se)譜(pu)研(yan)究(jiu)人才。
第(di)一講(jiang)(jiang):傅(fu)若(ruo)農講(jiang)(jiang)述氣相色譜(pu)技術(shu)發(fa)展歷史及趨(qu)勢(shi)
第二講(jiang):傅若農(nong):從三家公司GC產品(pin)更迭看氣(qi)相技術發展(zhan)
第三講:傅(fu)若農:從國產(chan)(chan)氣相(xiang)產(chan)(chan)品看國內氣相(xiang)發展脈絡及現狀
第(di)四講:傅若農:氣(qi)相色譜固定液的前世今生
第五(wu)講:傅(fu)若(ruo)農:氣-固色譜的(de)魅力(li)
第六講:傅若農:PLOT氣相色譜柱(zhu)的誘(you)惑力
第七(qi)講(jiang):傅若(ruo)農:酒駕判官(guan)—頂空氣(qi)相色譜(pu)的前世今生
第八(ba)講(jiang):傅(fu)若農:一掃而光——吹掃捕集-氣相色譜(pu)的發展
第九講:傅(fu)若農:凌(ling)空一瞥洞(dong)察一切——神通廣大的固相微萃取(qu)(SPME)
第十講:傅若農:扭轉乾坤—神奇的反應頂空氣相色譜分析
前言
脂質(zhi)是一類自然界存在的(de)疏水(shui)或兩(liang)性、難溶(rong)于(yu)水(shui)而易(yi)溶(rong)于(yu)非極(ji)性溶(rong)劑(ji)的(de)有機物(wu)小(xiao)分(fen)子,存在于(yu)大多數生(sheng)物(wu)體系中。脂質(zhi)是細胞(bao)膜的(de)骨(gu)架物(wu)質(zhi)和第二(er)能量來源,還參與細胞(bao)的(de)許(xu)多重(zhong)要(yao)功(gong)能,人類許(xu)多重(zhong)大疾病都與脂質(zhi)代謝紊亂(luan)有關,如糖(tang)尿病、肥胖病、癌癥、阿茲海(hai)默癥、以及一些傳(chuan)染病等,
作為代謝組(zu)學的(de)(de)(de)重(zhong)要分(fen)支之一,脂(zhi)質(zhi)(zhi)組(zu)學(Lipidomics)的(de)(de)(de)研(yan)究對象是(shi)生物(wu)體的(de)(de)(de)所有脂(zhi)質(zhi)(zhi)分(fen)子,并以此為依據推測(ce)其它(ta)與(yu)脂(zhi)質(zhi)(zhi)作用(yong)的(de)(de)(de)生物(wu)分(fen)子的(de)(de)(de)變化,進(jin)而揭示(shi)脂(zhi)質(zhi)(zhi)在(zai)各種生命(ming)活動中的(de)(de)(de)重(zhong)要作用(yong)機制。脂(zhi)質(zhi)(zhi)組(zu)學是(shi)總(zong)體研(yan)究和這些疾病有關的(de)(de)(de)脂(zhi)質(zhi)(zhi)化合物(wu),找到昭示(shi)這些疾病的(de)(de)(de)生物(wu)標(biao)記物(wu)。
2005年國際上把組織、細胞(bao)中的脂(zhi)質(zhi)分子(zi)分為8大類(J Lipid Res 2009,50(Supp);9-14),有明確結構的脂(zhi)質(zhi)化合物已經有38000個(BMC Bioinformatics 2014, 15(Suppl 7):S9),這8類脂(zhi)質(zhi)分子(zi)見表1。
表 1 8大類脂質分子
類別 |
縮寫 |
數(shu)(shu)據庫中的結構(gou)數(shu)(shu)量(liang) |
脂肪酰類(lei)(Fatty acyls) |
FA |
2678 |
甘油脂類(glycerolipids ) |
GL |
3009 |
甘油磷酸脂類(glycerophospholipids) |
GP |
1970 |
鞘(qiao)脂類(sphingolipids ) |
SP |
620 |
固醇脂類(sterol lipids ) |
ST |
1744 |
異戊烯(xi)醇脂(zhi)類(prenol lipids () |
PR |
610 |
糖脂類(saccharolipids ) |
SL |
11 |
多(duo)聚(ju)乙烯類(polyketides ) |
PK |
132 |
在過去,由于技術(shu)限制人們難以(yi)分(fen)析(xi)數量巨大的(de)(de)脂(zhi)質(zhi)分(fen)析(xi),因為(wei)多種脂(zhi)質(zhi)代謝產物的(de)(de)物理性(xing)質(zhi)需要(yao)大批純化系統(tong)、分(fen)離的(de)(de)復雜(za)技術(shu)操(cao)作。2003年韓賢林等繼(ji)基因組學(xue)、蛋(dan)白質(zhi)組學(xue)等之后提出脂(zhi)質(zhi)組學(xue)(lipidomics)(Han X et a1.J Lipid Res,2003,44:1071),脂(zhi)質(zhi)組學(xue)的(de)(de)發(fa)展推動了新(xin)分(fen)析(xi)平臺的(de)(de)研發(fa),特別是在質(zhi)譜法(fa)領域,該(gai)方法(fa)已使這(zhe)些操(cao)作合理化,并且已允許更多的(de)(de)脂(zhi)質(zhi)分(fen)子得到非(fei)常詳(xiang)細的(de)(de)分(fen)析(xi)。
脂質(zhi)存在(zai)于(yu)(yu)(yu)(yu)細(xi)胞、細(xi)胞器和細(xi)胞外(wai)的(de)(de)體(ti)液(ye)如(ru)血漿、膽汁(zhi)、乳(ru)、腸液(ye)、尿液(ye)中(zhong)。若要研究某(mou)一特定部位的(de)(de)脂質(zhi),首先要將這(zhe)部分(fen)(fen)(fen)組(zu)織或(huo)細(xi)胞分(fen)(fen)(fen)離出(chu)來。由(you)于(yu)(yu)(yu)(yu)脂質(zhi)不溶(rong)于(yu)(yu)(yu)(yu)水(shui),通常采用(yong)有機溶(rong)劑進行萃取(qu)(qu)。傳統的(de)(de)萃取(qu)(qu)劑是(shi)氯(lv)仿、甲醇和水(shui)的(de)(de)混合(he)液(ye)。所(suo)需(xu)的(de)(de)樣(yang)(yang)品(pin)在(zai)這(zhe)種混合(he)液(ye)中(zhong)提(ti)取(qu)(qu)所(suo)有脂質(zhi),向提(ti)取(qu)(qu)液(ye)中(zhong)加(jia)入過(guo)量(liang)的(de)(de)水(shui)使(shi)之分(fen)(fen)(fen)成2個相,上(shang)面是(shi)甲醇和水(shui),下面是(shi)氯(lv)仿。脂質(zhi)就留在(zai)氯(lv)仿相,蒸發濃縮后,使(shi)之干(gan)燥就得(de)到所(suo)需(xu)的(de)(de)脂質(zhi)。這(zhe)種脂質(zhi)提(ti)取(qu)(qu)方(fang)(fang)法(fa),能夠提(ti)出(chu)組(zu)織樣(yang)(yang)品(pin)中(zhong)的(de)(de)總脂。這(zhe)種方(fang)(fang)法(fa)降低(di)了脂質(zhi)的(de)(de)損(sun)失率,操(cao)作簡便,而且提(ti)取(qu)(qu)效果較好(hao)。對于(yu)(yu)(yu)(yu)只檢測總脂中(zhong)的(de)(de)部分(fen)(fen)(fen)脂質(zhi),固(gu)相萃取(qu)(qu)(SPE)是(shi)一種較好(hao)的(de)(de)方(fang)(fang)法(fa),利用(yong)固(gu)體(ti)吸(xi)附劑將液(ye)體(ti)樣(yang)(yang)品(pin)中(zhong)的(de)(de)目(mu)標(biao)化(hua)合(he)物(wu)吸(xi)附,與樣(yang)(yang)品(pin)的(de)(de)基體(ti)和干(gan)擾(rao)物(wu)分(fen)(fen)(fen)離,然后再用(yong)洗(xi)脫液(ye)洗(xi)脫或(huo)加(jia)熱解吸(xi)附,達(da)到分(fen)(fen)(fen)離和富集目(mu)標(biao)化(hua)合(he)物(wu)的(de)(de)目(mu)的(de)(de)。固(gu)相萃取(qu)(qu)技術(shu)設備(bei)要求低(di),操(cao)作簡單,能快速分(fen)(fen)(fen)離組(zu)分(fen)(fen)(fen)復雜(za)及含量(liang)低(di)的(de)(de)樣(yang)(yang)品(pin)。當然由(you)于(yu)(yu)(yu)(yu)化(hua)學分(fen)(fen)(fen)析樣(yang)(yang)品(pin)前處理(li)技術(shu)的(de)(de)發展,有許多(duo)其(qi)他可用(yong)的(de)(de)樣(yang)(yang)品(pin)前處理(li)方(fang)(fang)法(fa)。
總體上(shang)對脂質組(zu)學的研究Chin Chye Teo等(deng)歸納為如(ru)下的工作流程,第一步就是(shi)對樣品的處理。
1、脂質組學研究的工作流程
根(gen)據Chin Chye Teo的(de)綜述(shu)報(bao)告(Chin Chye Teo et al,TrAC,2015,65:1-18),脂質組學研(yan)究的(de)工作流程如(ru)下(xia)表1.
表1 脂質組學研究的工作流程
從患(huan)者得到脂質(zhi)組學研究的樣(yang)品 |
|
液體 |
固體 |
體液,淚水,血清(qing),血漿,尿液 (低溫(wen)保存樣品) |
細胞(bao),組織,器官(guan) |
對上述樣品進行萃取方法 |
|
對極性化合(he)物(wu)(wu),單(dan)獨的有機化合(he)物(wu)(wu)進行: 液-液萃取,固相萃取 |
對能源性物質進行:加壓液相(xiang)萃(cui)(cui)取(qu),微波輔助(zhu)萃(cui)(cui)取(qu),超(chao)聲(sheng)輔助(zhu)萃(cui)(cui)取(qu) |
萃(cui)取得到(dao)的脂(zhi)質(zhi)化(hua)合物 |
|
使用色(se)(se)譜方法分離:氣相色(se)(se)譜,液相色(se)(se)譜,電泳 |
不使(shi)用色譜(pu)方法(fa)分離(li):直(zhi)接進樣,成像(xiang) |
上述分離或未分離樣品進行質譜分析 |
|
質譜分析的接口 |
質(zhi)量分析器 |
電(dian)(dian)(dian)子轟擊(ji)電(dian)(dian)(dian)離(EI),電(dian)(dian)(dian)噴霧(wu)電(dian)(dian)(dian)離(ESI),化學(xue)電(dian)(dian)(dian)離(CI),大氣壓(APCI)化學(xue)與(yu)電(dian)(dian)(dian)離,基質輔助激光解(jie)析(xi)電(dian)(dian)(dian)離(MALDI) |
四級桿飛行時間質(zhi)(zhi)譜(qTOF),三重四級桿質(zhi)(zhi)譜( qqq),軌(gui)道阱質(zhi)(zhi)譜(Orbitrap) |
質譜原始數據語預處理 (利用商品或(huo)自制軟(ruan)件) |
|
分類和(he)脂質鑒定(ding)(使用(yong)各種資源(yuan)如LIPID maps,Lipid Bank,Lipid Blast) |
|
判定在疾病中的機制/在疾病演化中的作用 |
|
為進一步診斷找出生物標記物(預防),提(ti)供(gong)藥(yao)物治(zhi)療的指(zhi)導 |
2、脂質組學的樣品制備
本文只(zhi)講(jiang)脂質(zhi)組(zu)學(xue)的樣(yang)品(pin)制備(bei),Chin Chye Teo等(deng)總結了近年在脂質(zhi)組(zu)學(xue)研究中使用的樣(yang)品(pin)處理方法,見表2.
表2 脂質組學研究中的樣品處理方法比較(Chin Chye Teo et al,TrAC,2015,65:1-18)
萃取方法(fa) |
臨床(chuang)樣品(pin)類型 (生物液體或固體) |
優點 |
缺點 |
原文(wen)文(wen)獻編號 |
單一(yi)有機溶劑萃取(SOSE) |
血清(生物液體)
皮膚(固體) |
容(rong)易(yi)完成 萃取時間(jian)短(duan) 成本低(di) 低溫適于熱敏感化合(he)物 無(wu)需外部(bu)能量(liang) |
使(shi)用有毒有機溶劑 分析(xi)時難(nan)以擺脫使用有機(ji)溶(rong)劑 |
1.2
3 |
液-液萃取(LLE) |
眼淚(生物液(ye)體) 血清(qing)(生物液(ye)體) 血漿(生物液體) 尿液(生(sheng)物液體) 滑液(生物液體) 動脈粥樣硬化血小板(生(sheng)物液體(ti)) 皮膚(固體) 組織(固體) |
易(yi)于建(jian)立的方(fang)法 容易完成(cheng) 設(she)備(bei)便宜(yi) 萃(cui)取時間短(duan) 使(shi)用(yong)廉價(jia)溶劑(如甲醇,水) 低溫適(shi)于熱敏感化(hua)合物(wu) 無需外部能量 萃(cui)取(qu)時間短 |
使用大量有毒有機溶(rong)劑(ji) 常使用超過一種類型的溶劑 需要(yao)排除溶劑以(yi)免影響分析 |
2 4,9-13 5,14-22 8,23 7 24
25-27 28,29 |
固相萃取(SPE)
|
血清(qing)(生(sheng)物液體) 血清(生(sheng)物液體) 血(xue)漿(生物液體) 眼(固體(ti)) 皮膚(固體(ti)) |
容易完成 清除干(gan)擾基體 EPE的選(xuan)擇 低溫適(shi)于(yu)熱(re)敏感化(hua)合物 萃取時(shi)間短(duan) |
SPE萃取小柱(zhu)比較貴(gui) 需要洗掉有機溶劑以免(mian)影響分析(xi) 使用有毒(du)有機(ji)溶劑(ji) 分析時難以(yi)擺脫使用有(you)機(ji)溶(rong)劑
|
1,12 2 30 26 3,27 |
固(gu)相微萃取(SPME) |
肺(固(gu)體) 頭發(固(gu)體) |
容易完成 可與GC和GC xGC 聯用 對揮(hui)發性化合物(wu)可以(yi)進(jin)行頂空氣相色譜(pu) 有毒溶劑(ji)消耗(hao)量少 低溫適(shi)于熱敏(min)感化合物 無需外部(bu)能(neng)量 萃取時間短 |
萃取(qu)頭比較貴 需要洗掉有(you)機溶劑以免影響分(fen)析(xi) 分析時難以擺脫使(shi)用有(you)機溶劑 |
31 32 |
超(chao)臨界(jie)流體萃取(SFE) |
血漿(生物液體) |
容易完(wan)成 萃取時(shi)間短(duan) 對(dui)非極性(xing)化(hua)合物萃(cui)取效率高(gao) CO2可循環使用 溫度壓力可(ke)控 可(ke)加改性劑提高萃取液極性和效(xiao)率 |
要精心操(cao)作 設備昂貴(gui) |
33 |
微(wei)波輔助萃(cui)取(qu)(MAE)
|
血漿(生物液體(ti)) 皮(pi)膚(fu)(固體(ti)) |
容易完成 萃取時間短 萃取效率高(gao) 萃取溶劑消耗量少 溫(wen)度壓力可(ke)控 |
需要冷卻防(fang)止溶劑逃逸(yi) 購買(mai)設備(bei)費用高 |
34
35 |
超聲輔助萃取(UAE) |
血(生物液體(ti)) |
容易完成(cheng) 萃(cui)取時間短 萃取(qu)溶(rong)劑(ji)消(xiao)耗量少 溫度壓力(li)可控 |
聽(ting)力會(hui)受損 要使用有毒有機(ji)溶劑 會(hui)吸入(ru)有害(hai)溶劑 需要外部能源 購(gou)買設備費用高 提高溫度(du)會使化合物降解 |
36,37 |
3、脂質組學的溶劑萃取
液-液萃(cui)取(qu)是(shi)脂質組學研究中(zhong)使用(yong)最(zui)為普遍的(de)方法,這一方法是(shi)使用(yong)兩種互不混溶的(de)有機溶劑——使用(yong)最(zui)多的(de)是(shi)氯(lv)仿(fang)、甲(jia)(jia)醇(chun)和(he)水——為了對關鍵脂質類(lei)(lei)得到最(zui)大(da)的(de)萃(cui)取(qu)效率,從(cong)磷(lin)脂類(lei)(lei)和(he)糖脂類(lei)(lei)到脂肪(fang)酸,三酰基甘(gan)油(you)類(lei)(lei)(TAGs)、二酰基甘(gan)油(you)類(lei)(lei)(DAGs)。最(zui)初使用(yong)的(de)是(shi)Folch 脂質萃(cui)取(qu)法(氯(lv)仿(fang)/甲(jia)(jia)醇(chun)/水為 8:4:3 v/v/v),之后有Bligh 和(he) Dyer脂質萃(cui)取(qu)法(氯(lv)仿(fang)/甲(jia)(jia)醇(chun)/水為 1:2:0.8 v/v/v)。
(1)Folch 脂質(zhi)萃取法(Folch et al., J Biol Chem 1957, 226: 497)
把樣品(pin)組(zu)織(zhi)用2:1氯仿/甲醇均一(yi)化,最后(hou)的溶劑體積是組(zu)織(zhi)的20倍(bei)(20mL 溶劑里有1g樣品(pin)),分散均勻后(hou)于(yu)室溫下(xia)把混合物在軌道振蕩器上震動15-20min。均勻混合物經漏斗中折(zhe)疊濾紙過(guo)濾,或進行離心處理,回收(shou)液相。
液(ye)相(xiang)溶劑用(yong)(yong)0.2體積的(de)水(shui)(20 mL液(ye)相(xiang)使用(yong)(yong)4 mL水(shui)),最好使用(yong)(yong)0.9%的(de)NaCl溶液(ye)洗滌(di),渦(wo)旋幾秒后在低速離心(xin)機(ji)(2000 rpm)上(shang)離心(xin)混合(he)物,用(yong)(yong)虹吸方法(fa)棄去(qu)上(shang)層液(ye)相(xiang),用(yong)(yong)以分析神經節糖苷或小分子有機(ji)極性化合(he)物,如(ru)需要(需移(yi)去(qu)標記分子),用(yong)(yong)1:1甲(jia)醇/水(shui)洗滌(di)交界(jie)處(chu)的(de)有機(ji)相(xiang)兩次,無需混合(he)全部制備物。
經離心(xin)分離后虹吸掉上面(mian)的(de)液(ye)相,下面(mian)含有脂質的(de)氯仿在旋轉(zhuan)蒸發器中真空(kong)蒸發,或用(yong)氮(dan)氣吹拂到(dao)2-3 mL體(ti)積。
(2)Bligh 和 Dyer脂質萃取(qu)法(Can J Biochem Physiol 37:911-917)
a. 每(mei)1 mL 樣品加入3.75mL 1:2(v/v) CHCl3:CH3OH 很好渦(wo)旋,如果要(yao)進行GC 分析,溶劑中(zhong)要(yao)含(han)有內標(如0.5μg谷甾醇(chun))
b. 然后加入1.5mL CHCl3很好渦旋
c. 最后加入1.25mL蒸餾(liu)水很好渦旋
d. 在1000rpm離(li)心(xin)(xin)機(ji)中室溫(wen)下離(li)心(xin)(xin)5min,得到一個(ge)兩相分離(li)(上層(ceng)為(wei)水(shui)相,下層(ceng)為(wei)有機(ji)相)的液體
e. 回(hui)收有機相(xiang):用一個巴斯德吸(xi)管(guan)(guan)(Pastuer pipette)通過上層水相(xiang),輕微施加(jia)正壓(ya)避免上層水相(xiang)浸入吸(xi)管(guan)(guan),吸(xi)管(guan)(guan)口到(dao)達離心管(guan)(guan)底部,吸(xi)取下層有機相(xiang)溶液的(de)90%到(dao)吸(xi)管(guan)(guan)中。
下表列出不同樣品容積需要加入的試劑量
如果你要得(de)到干(gan)凈的(de)底(di)部(bu)的(de)有機(ji)相溶(rong)(rong)液(ye)(ye),就要用上(shang)層“真正”的(de)上(shang)層液(ye)(ye)相洗滌(di)有機(ji)相溶(rong)(rong)液(ye)(ye),方法如下:
a 制備“真正”的(de)上層液相(xiang):取(qu)一(yi)個大的(de)玻(bo)璃(li)管,或者(zhe)幾(ji)個常規玻(bo)璃(li)管,以水(shui)代替樣品胺上述(shu)方法進行萃(cui)取(qu)操作,把幾(ji)個管子中的(de)上層水(shui)相(xiang)合(he)并在一(yi)起(qi)備用。
b 把上(shang)(shang)述第5步得(de)到的底層(ceng)(ceng)溶(rong)液倒入一(yi)個玻璃管中,然后(hou)加入適量(樣品+蒸(zheng)餾水的體積)“真正”的上(shang)(shang)層(ceng)(ceng)液相。比如你是1 mL樣品就加入2.25mL“真正”的上(shang)(shang)層(ceng)(ceng)液相。
c 好(hao)好(hao)地渦旋,離心,收集下層相。
Cui等的改進Bligh 和 Dyer脂質萃取(qu)法(Cui L,e al, PLoS Negl Trop Dis,2013,7:e2373):
900µL氯仿(fang)-甲醇(1:2)加入(ru)到(dao)(dao)100 µL樣品中,進行(xing)渦旋(xuan),在(zai)4°C下保溫(wen),然后加入(ru)300µL氯仿(fang)和300µL雙重(zhong)蒸(zheng)餾水,以9000 rpm離(li)心(xin)2 min,脂(zhi)質(zhi)物(wu)在(zai)離(li)心(xin)管底部的(de)有(you)機(ji)相(xiang)中,然后加入(ru)500 µL氯仿(fang)在(zai)4°C下進行(xing)渦旋(xuan)20 min。從有(you)機(ji)相(xiang)中回收(shou)脂(zhi)質(zhi)物(wu)并與前次得到(dao)(dao)的(de)脂(zhi)質(zhi)物(wu)合(he)并,脂(zhi)質(zhi)萃取物(wu)經(jing)真空干燥后于−80°C下存放備用。
多(duo)少(shao)年來人(ren)們使(shi)用(yong)類似于上(shang)述(shu)方(fang)(fang)法(fa)進(jin)行脂質的萃(cui)取(qu),例如:李國琛等在脂質組(zu)學研究中也采用(yong)Bligh 和 Oyer法(fa)萃(cui)取(qu)磷脂,并作(zuo)適當改(gai)進(jin).他們的方(fang)(fang)法(fa)是:
稱取(qu)100 mg魚肉樣(yang)品,加(jia)入400 p,L甲(jia)醇(chun)/氯(lv)(lv)(lv)仿(fang)(體(ti)積(ji)比2:1),渦旋(xuan)混勻后,于一(yi)30℃放置過夜.取(qu)出后于4℃以10000 轉(zhuan)速離(li)心(xin)(xin)5 min.將上(shang)清液(ye)轉(zhuan)出,在殘渣(zha)中(zhong)加(jia)入200 mL甲(jia)醇(chun)/氯(lv)(lv)(lv)仿(fang)(體(ti)積(ji)比2:1)再次提取(qu),將2次所得上(shang)清液(ye)合并.在上(shang)清液(ye)中(zhong)先后加(jia)入100 mL氯(lv)(lv)(lv)仿(fang)及100mL水(shui),離(li)心(xin)(xin)后,將磷(lin)脂所在的(de)氯(lv)(lv)(lv)仿(fang)相(xiang)與(yu)水(shui)相(xiang)分(fen)離(li).采用真空離(li)心(xin)(xin)蒸發濃縮(suo)器干(gan)燥氯(lv)(lv)(lv)仿(fang)相(xiang)(溫度不(bu)超(chao)過45℃,下同),將干(gan)燥后的(de)樣(yang)品于一(yi)30℃保存(cun)備用.(高等學校化學學報,2010,31(2):269-273)
人們為了提高某些脂(zhi)(zhi)質種(zhong)類的(de)萃取效(xiao)率,改變氯仿/甲醇(chun)/水(shui)的(de)比例,并加(jia)入一些其他添(tian)加(jia)劑,如乙酸、鹽酸等,探索改進萃取各類脂(zhi)(zhi)質化合物(wu)的(de)得(de)率,如酸性磷脂(zhi)(zhi)和(he)脂(zhi)(zhi)肪酸。(Jensen S K, Lipid Technol,2008, 20: 280–281)。
HCl-Bligh萃取法步驟:
為了更好地萃(cui)取生(sheng)物(wu)樣品中(zhong)(zhong)的(de)(de)脂肪(fang)(fang)酸,使(shi)用(yong)加(jia)鹽酸的(de)(de)HCl-Bligh萃(cui)取法:取0.6 g均(jun)勻(yun)好的(de)(de)樣品裝(zhuang)入(ru)10-ml 帶蓋的(de)(de)培養(yang)試管中(zhong)(zhong),加(jia)如1 ml 3M HCl,在(zai)80℃水浴上加(jia)熱1 h,之(zhi)后加(jia)入(ru)1.50 ml甲(jia)(jia)醇和(he)1.00 ml氯(lv)仿(fang)(fang)(fang)(fang),以(yi)及17:0脂肪(fang)(fang)酸內標(biao),把混合物(wu)搖震1 min,然后加(jia)入(ru)ELGA-純水系統制備的(de)(de)純水1.00 ml 和(he)2.00 ml氯(lv)仿(fang)(fang)(fang)(fang),把試管振(zhen)蕩1 min,然后在(zai)3000 rpm離(li)心(xin)(xin)(xin)機上進(jin)行(xing)離(li)心(xin)(xin)(xin)處(chu)理5 min。把1 ml氯(lv)仿(fang)(fang)(fang)(fang)相進(jin)行(xing)甲(jia)(jia)基化,用(yong)氮(dan)氣(qi)把氯(lv)仿(fang)(fang)(fang)(fang)蒸發掉,加(jia)入(ru)0.8 ml NaOH/甲(jia)(jia)醇溶(rong)液,把試管充滿氮(dan)氣(qi),密(mi)(mi)封(feng)在(zai)100 ℃下烘箱(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)15 min,冷卻后加(jia)入(ru)1 ml BF3溶(rong)液,密(mi)(mi)封(feng)在(zai)100 ℃下烘箱(xiang)(xiang)中(zhong)(zhong)45 min。在(zai)冷卻后加(jia)入(ru)2 ml辛烷和(he)4 ml飽(bao)和(he)NaCl溶(rong)液,把混合物(wu)進(jin)行(xing)渦(wo)旋(xuan),在(zai)3000 rpm離(li)心(xin)(xin)(xin)機上進(jin)行(xing)離(li)心(xin)(xin)(xin)處(chu)理10 min。用(yong)1μL 樣品進(jin)行(xing)氣(qi)相色譜分析。
根(gen)據Jensen的研究(jiu),認(ren)為此方法(fa)可(ke)以對脂肪(fang)酸(suan)的萃取率提高15%,對多不飽和脂肪(fang)酸(suan)的萃取率可(ke)提高30-50%。
由于氯仿(fang)的毒性大(da)人們就(jiu)用二氯甲烷來代替氯仿(fang)(J Agr Food Chem,2008,56:4297-4303),之后就(jiu)有許多研(yan)究者效仿(fang)用以萃取(qu)臨(lin)床樣品,包括生物液體,如血(xue)(xue)清(qing)/血(xue)(xue)漿,尿液和(he)固體樣品,如皮膚和(he)動(dong)脈粥樣硬化血(xue)(xue)小板(表中文(wen)獻(xian)4,5,8,9,10,14-17,23-25,28).
近幾年也(ye)用甲基特丁基醚(MTBM )做萃取(qu)溶劑代替氯仿(Matyash et al. J Lipid Res. 2008,49 (5) :1137–1146.)。Matyash 認為(wei)MTBM進(jin)行(xing)(xing)萃取(qu)快(kuai)速而且可以得到干凈的(de)(de)(de)脂質(zhi)(zhi),可以適合于(yu)自動進(jin)行(xing)(xing)鳥槍法(fa)得到脂質(zhi)(zhi)輪廓(kuo)。因為(wei)MTBM的(de)(de)(de)密(mi)度低,水相和有機(ji)(ji)相分開時,有機(ji)(ji)相在上(shang)層(ceng),這樣簡化了(le)手機(ji)(ji)有機(ji)(ji)相的(de)(de)(de)手續,減少(shao)了(le)吸取(qu)的(de)(de)(de)損失,不可萃取(qu)的(de)(de)(de)基質(zhi)(zhi)小球處于(yu)離心管的(de)(de)(de)底部,易(yi)于(yu)去(qu)除(chu)。嚴格的(de)(de)(de)測(ce)試(shi)證明MTBM進(jin)行(xing)(xing)萃取(qu)對絕大多數脂質(zhi)(zhi)種類(lei)和“黃金標準”Folch 或 Bligh and Dyer萃取(qu)方法(fa)類(lei)似(si)或更(geng)好。2013年中科院大連化學(xue)(xue)物(wu)理研(yan)究所許國旺和德(de)國圖賓(bin)根大學(xue)(xue)醫學(xue)(xue)院的(de)(de)(de)R Lehmannb使用MTBM進(jin)行(xing)(xing)萃取(qu)開創了(le)一個從一小片肝臟或肌肉組織(zhi)同(tong)時進(jin)行(xing)(xing)道謝組學(xue)(xue)和脂質(zhi)(zhi)組學(xue)(xue)的(de)(de)(de)研(yan)究(J Chromatog A, 2013, 1298:9– 16)
人們的思路總(zong)是由簡單(dan)到復雜,又由復雜回歸到簡單(dan),所以脂質(zhi)組(zu)學(xue)中(zhong)的萃取(qu)方法(fa)(fa),近來也有多種溶劑(ji)向(xiang)單(dan)一溶劑(ji)發展, Stübiger G (表(biao)中(zhong)文獻1)就使(shi)用 Zhao Z等(deng)提出的單(dan)一溶劑(ji)萃取(qu)(SOSE)磷脂類脂質(zhi)(J Lipid Res 2010;51:652)方法(fa)(fa)如下:
把500 mL甲醇加(jia)入到20 mL人血漿(jiang)中(zhong),其(qi)中(zhong)已(yi)經含有0.01% BHT(2,6-二叔(shu)丁基對甲酚)和(he)0.5 mmol EDTA (用(yong)作抗氧化劑(ji))和(he)3mmol Pefablock(4-(2 aminoethyl) benzenesulfonylfluoride hydrochloride)用(yong)作磷(lin)脂酶的(de)抑(yi)制劑(ji),加(jia)入內標物,把樣品激烈震蕩(dang)1min,在冰浴中(zhong)放置30 min,進(jin)行(xing)脂質的(de)萃(cui)取,之后在10,000 rpm離(li)(li)心(xin)機上,離(li)(li)心(xin)5 min(4℃),最后把離(li)(li)心(xin)管上面的(de)液體小心(xin)滴(di)轉移到2 mL玻璃樣品瓶中(zhong),在零(ling)下(xia)70℃保存備用(yong)。
4、固相萃取(SPE)
SPE 是十(shi)分成熟的(de)(de)(de)(de)樣(yang)品(pin)(pin)預處理技術,使用裝(zhuang)有(you)固定(ding)相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)小柱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)子(zi)和(he)(he)(he)(he)各種(zhong)(zhong)流(liu)動(dong)相(xiang)(xiang)選(xuan)擇性(xing)地保留與固定(ding)相(xiang)(xiang)有(you)特定(ding)作用力(li)的(de)(de)(de)(de)特殊種(zhong)(zhong)類分子(zi)。SPE的(de)(de)(de)(de)典型應用是和(he)(he)(he)(he) SOSE 和(he)(he)(he)(he) LLE相(xiang)(xiang)結合,作為一種(zhong)(zhong)附加的(de)(de)(de)(de)凈化步驟或(huo)從生物液體或(huo)固體住址樣(yang)品(pin)(pin)中(zhong)富(fu)集(ji)某種(zhong)(zhong)特定(ding)種(zhong)(zhong)類的(de)(de)(de)(de)目標脂(zhi)質(表中(zhong)文(wen)獻1,3,12,26,27),市場有(you)各種(zhong)(zhong)各樣(yang)的(de)(de)(de)(de)萃取(qu)小柱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)供(gong)選(xuan)擇。供(gong)脂(zhi)質萃取(qu)的(de)(de)(de)(de)SPE小柱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)有(you)正相(xiang)(xiang)硅膠柱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)和(he)(he)(he)(he)反(fan)相(xiang)(xiang)柱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(C8 和(he)(he)(he)(he) C18),以(yi)及離(li)子(zi)交換柱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(氨丙基柱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)),硅膠柱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)和(he)(he)(he)(he)氨丙基柱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)多用于(yu)分離(li)中(zhong)性(xing)和(he)(he)(he)(he)極性(xing)脂(zhi)質,利用改變洗(xi)脫溶劑以(yi)達到分離(li)的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)。而C8 和(he)(he)(he)(he) C18柱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)用于(yu)從水基樣(yang)品(pin)(pin)中(zhong)分離(li)卵(luan)磷脂(zhi)(PC)、腦苷(gan)脂(zhi)、神經節糖(tang)苷(gan)和(he)(he)(he)(he)脂(zhi)肪酸。
針對不(bu)同的(de)脂(zhi)質使用不(bu)同的(de)SPE,如 Stübiger(表2文獻(xian)1)在進(jin)行導致動脈粥樣(yang)硬化的(de)磷脂(zhi)的(de)研(yan)究(jiu)中,使用C18 凈化柱(zhu)從血漿脂(zhi)質萃取(qu)和富集(ji)體(ti)液氧化磷脂(zhi)(OxPLs),其(qi)步(bu)驟如下:
把脂(zhi)質(zhi)萃取液(ye)倒入微量制(zhi)備(bei)高效固相萃取柱(zhu)(mHP-SPE)C18 spin-columns (PepClean, Pierce)中(zhong),小柱(zhu)事先用(yong)(yong)500mL MeOH:0.2%甲(jia)酸(suan)(70:30 重(zhong)量比(bi))洗滌,然后(hou)用(yong)(yong)700 mL MeOH:0.2%甲(jia)酸(suan)(82:18 重(zhong)量比(bi))洗脫(tuo)一(yi)次(ci),再(zai)用(yong)(yong)800 mL MeOH:0.2%甲(jia)酸(suan)(92:2 重(zhong)量比(bi))洗脫(tuo)一(yi)次(ci),最后(hou)小柱(zhu)用(yong)(yong)500 mL 2-丙醇再(zai)生,以(yi)便(bian)從(cong)小柱(zhu)中(zhong)徹底清除脂(zhi)質(zhi)(即(ji)中(zhong)性脂(zhi)質(zhi)),凈化后(hou)的(de)純度用(yong)(yong)薄層色(se)譜(pu)檢查,得(de)到的(de)氧化脂(zhi)質(zhi)用(yong)(yong)LC-ESI-MS/MS進行分析(xi)。
而(er)Ruben t’Kindt進行皮膚神(shen)經(jing)酰胺的脂質組學(xue)研(yan)究中,則使用氨丙基(ji)硅(gui)膠小柱對脂質萃取液進行凈化(表2文(wen)獻3),方法如下(xia):
使(shi)用(yong)氨丙(bing)基硅(gui)膠小柱(100 mg, 3.0 mL)先用(yong)2 mL己烷(wan)洗滌,把已(yi)經干燥的脂質溶于300 μL 11:1 的己烷(wan):異丙(bing)醇(chun)(v/v)中(zhong),用(yong)2 mL己烷(wan)/甲醇(chun)/氯仿(80/10/10 (v/v))洗脫神經酰(xian)胺,用(yong)氮氣吹掃干燥,溶于300 μL異丙(bing)醇(chun)/氯仿(50/50)(v/v)中(zhong),進(jin)行HPLC/MS分析。
5、固相微萃取(SPME)
Pawliszyn 研究組在1991年(nian)發(fa)明了(le)(le)SPME,1993年(nian)出(chu)現了(le)(le)SPME的(de)(de)商(shang)品(pin)化產品(pin),使之成為廣(guang)泛使用(yong)的(de)(de)樣(yang)(yang)(yang)品(pin)前處理技術。這一方法(fa)是(shi)集萃取(qu)、濃縮(suo)、解(jie)吸(xi)、進(jin)樣(yang)(yang)(yang)于一體,它以固(gu)相萃取(qu)(SPE)為基(ji)礎,保(bao)留了(le)(le)SPE的(de)(de)全部優點(dian),排除(chu)了(le)(le)需要柱填充物和使用(yong)有機溶(rong)劑進(jin)行(xing)解(jie)吸(xi)的(de)(de)缺點(dian)。SPME是(shi)以涂(tu)(tu)漬在石英玻璃纖(xian)維上的(de)(de)固(gu)定相(高分子涂(tu)(tu)層或(huo)吸(xi)著劑)作(zuo)為吸(xi)收(吸(xi)附)介質,對(dui)目標分析(xi)物進(jin)行(xing)萃取(qu)和濃縮(suo),并在氣相色譜進(jin)樣(yang)(yang)(yang)口中直(zhi)(zhi)接熱解(jie)吸(xi)(或(huo)用(yong)HPLC流動相沖洗(xi)到液相色譜柱中,甚至可(ke)(ke)以直(zhi)(zhi)接進(jin)行(xing)質譜分析(xi)),這一技術適合(he)于揮發(fa)性(xing)和半(ban)揮發(fa)性(xing)有機物的(de)(de)樣(yang)(yang)(yang)品(pin)處理和分析(xi)。SPME有8大優點(dian):1 操(cao)作(zuo)簡(jian)單,2 功(gong)能多(duo)(duo)樣(yang)(yang)(yang),3 設備(bei)低廉,4 萃取(qu)快捷,5 無需溶(rong)劑,6 可(ke)(ke)在線(xian)、活體取(qu)樣(yang)(yang)(yang),7 可(ke)(ke)自(zi)動化, 8 可(ke)(ke)在分析(xi)系統直(zhi)(zhi)接脫附。SPME可(ke)(ke)以對(dui)環境中的(de)(de)污染物進(jin)行(xing)檢測,如:農藥殘留、酚類、多(duo)(duo)氯聯苯、多(duo)(duo)環芳(fang)烴、脂(zhi)肪酸、胺類、醛(quan)類、苯系物、非離子表面活性(xing)劑以及有機金(jin)屬化合(he)物、無機金(jin)屬離子等,也(ye)可(ke)(ke)以用(yong)有類似(si)特(te)點(dian)的(de)(de)領域,如食品(pin)、醫藥、臨床、法(fa)庭分析(xi)等方面。自(zi)然,在脂(zhi)質組學中也(ye)會使用(yong)這一技術。
武漢大學曾昭睿(rui)研究組(zu)用自制的甲基丙(bing)烯酸(suan)丁酯(zhi)/端羥基硅(gui)油萃取(qu)頭,萃取(qu)肺(fei)組(zu)織中(zhong)的長(chang)鏈脂肪酸(suan)(表2文獻31)。F Pragst 利用SPME萃取(qu)頭發(fa)中(zhong)的脂肪酸(suan)乙酯(zhi)和葡萄糖苷酸(suan)乙酯(zhi)來診(zhen)斷過(guo)度(du)酗(xu)酒(表2文獻32)。脂質中(zhong)的脂肪酸(suan)都可(ke)以衍生化(hua)為酯(zhi)類用SPME進行萃取(qu)。
SPME 的(de)魅(mei)力在(zai)于它可以(yi)進行(xing)活體樣品中萃取分析(xi)物,用于代謝組學和脂(zhi)(zhi)質組學的(de)研究,對這一課題SPME的(de)發明人 Pawliszyn 近(jin)年(nian)進行(xing)了闡述(Angew Chem, 2013, 125:12346 –12348;Anal Chem, 2014, 86:12022−12029)。分析(xi)脂(zhi)(zhi)質代謝產物中游離脂(zhi)(zhi)肪(fang)酸的(de)示(shi)意(yi)圖如(ru)下。
(Anal Chem, 2014, 86:12022−12029)
6、超臨界流體萃取(SFE)
超(chao)(chao)臨(lin)界(jie)流(liu)(liu)體具有(you)特(te)殊的(de)(de)(de)(de)理化(hua)特(te)性(xing),黏度(du)(du)為(wei)普通(tong)(tong)流(liu)(liu)體的(de)(de)(de)(de)1%~10%;擴(kuo)散系數約為(wei)普通(tong)(tong)液(ye)(ye)體的(de)(de)(de)(de)10~100倍;密度(du)(du)比常壓氣體大(da)(da)100~1 000倍。因而(er)超(chao)(chao)臨(lin)界(jie)流(liu)(liu)體既有(you)液(ye)(ye)體溶解能力大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)特(te)點(dian),又有(you)氣體易于(yu)擴(kuo)散和運動(dong)的(de)(de)(de)(de)特(te)性(xing),傳質速(su)率(lv)大(da)(da)大(da)(da)高于(yu)液(ye)(ye)相過(guo)程。所(suo)以(yi)從(cong)萃(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)(qu)效率(lv)和對環境友好都受(shou)到歡迎(ying)。最常用(yong)的(de)(de)(de)(de)超(chao)(chao)臨(lin)界(jie)流(liu)(liu)體是超(chao)(chao)臨(lin)界(jie)二(er)氧(yang)(yang)化(hua)碳(tan)(SF-CO2)它的(de)(de)(de)(de)臨(lin)界(jie)壓力和溫(wen)度(du)(du)低,只有(you)7.4MPa和32℃。SF-CO2無毒易于(yu)從(cong)樣品(pin)中(zhong)(zhong)排除,其極性(xing)與(yu)戊烷近似,很適于(yu)萃(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)(qu)疏(shu)水(shui)性(xing)化(hua)合物,如脂(zhi)質化(hua)合物(J Chromatogr A 2007,1163:2-24)。為(wei)了分離極性(xing)化(hua)合物往二(er)氧(yang)(yang)化(hua)碳(tan)中(zhong)(zhong)加(jia)入改(gai)性(xing)劑,如甲(jia)醇。過(guo)去更多的(de)(de)(de)(de)工作時從(cong)植物類物質中(zhong)(zhong)萃(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)(qu)脂(zhi)質,但(dan)是近來已(yi)經擴(kuo)展到從(cong)動(dong)物組(zu)(zu)織中(zhong)(zhong)萃(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)(qu)脂(zhi)質,例如浙江大(da)(da)學藥學院王龍虎(hu)利(li)用(yong)江蘇(su)省南通(tong)(tong)市華安超(chao)(chao)臨(lin)界(jie)萃(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)(qu)有(you)限(xian)公司的(de)(de)(de)(de) HA220-50-06 SFE裝置(zhi)萃(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)(qu)鴕(tuo)鳥(niao)脂(zhi)肪(fang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)脂(zhi)肪(fang)酸:萃(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)(qu)裝置(zhi)包括(kuo)一個(ge)(ge)1 L 不銹(xiu)鋼萃(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)(qu)釜,兩個(ge)(ge)1 L 分離器,一個(ge)(ge)注射泵(beng),和一個(ge)(ge)冷凝裝置(zhi)。用(yong)壓力調節器調節壓力,用(yong)可調節溫(wen)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)水(shui)浴控制溫(wen)度(du)(du),通(tong)(tong)過(guo)調節泵(beng)的(de)(de)(de)(de)頻率(lv)來控制二(er)氧(yang)(yang)化(hua)碳(tan)的(de)(de)(de)(de)流(liu)(liu)速(su)。從(cong)液(ye)(ye)態二(er)氧(yang)(yang)化(hua)碳(tan)鋼瓶把二(er)氧(yang)(yang)化(hua)碳(tan)送到萃(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)(qu)器中(zhong)(zhong),并(bing)達到超(chao)(chao)臨(lin)界(jie)狀態,在分離器中(zhong)(zhong)調節壓力和溫(wen)度(du)(du)可把萃(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)(qu)出(chu)來的(de)(de)(de)(de)組(zu)(zu)分里出(chu)來。試驗中(zhong)(zhong)取(qu)(qu)(qu)(qu)250 g鴕(tuo)鳥(niao)脂(zhi)肪(fang)組(zu)(zu)織用(yong)二(er)氧(yang)(yang)化(hua)碳(tan)萃(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)(qu)5h,壓力15–30 MPa,溫(wen)度(du)(du)40–50℃,二(er)氧(yang)(yang)化(hua)碳(tan)流(liu)(liu)速(su)為(wei)15–35 L/h,用(yong)以(yi)考察萃(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)(qu)效果。(Eur. J. Lipid Sci. Technol. 2011, 113, 775–779)。
但是(shi)SFE更重要(yao)的是(shi)萃(cui)取人干血漿斑點中(zhong)的脂(zhi)(zhi)質(zhi)分(fen)子,Uchikata等(表2文(wen)獻33)比較了用(yong)SFE和(he)(he)液(ye)(ye)液(ye)(ye)萃(cui)取(Bligh 和(he)(he) Dyer方法)磷(lin)脂(zhi)(zhi)的效果(guo),證明SFE要(yao)比液(ye)(ye)液(ye)(ye)萃(cui)取方法對(dui)磷(lin)脂(zhi)(zhi)具有(you)更好(hao)的選(xuan)擇(ze)性,包括磷(lin)脂(zhi)(zhi)酰膽(dan)堿(jian)(PC)、溶血性磷(lin)脂(zhi)(zhi)酰膽(dan)堿(jian)(lysoPC)、磷(lin)脂(zhi)(zhi)酰乙醇胺(PE)和(he)(he)神經(jing)鞘磷(lin)脂(zhi)(zhi)(SM)。國內在1995年就有(you)類似研(yan)究(薄層掃描法測(ce)定蛋黃磷(lin)脂(zhi)(zhi)中(zhong)PC、SM和(he)(he)LPC的含量——路萍 賴炳森,藥物分(fen)析雜志,1995,(13):231-232),他(ta)們也是(shi)用(yong)SFE萃(cui)取之后(hou)進(jin)行薄層色(se)譜(pu)分(fen)離。
7、微波輔助萃取(MAE)
微(wei)(wei)波(bo)(bo)輔助(zhu)萃(cui)取(MAE)是利用(yong)(yong)微(wei)(wei)波(bo)(bo)能強化溶(rong)劑萃(cui)取效率,即(ji)利用(yong)(yong)微(wei)(wei)波(bo)(bo)加熱來(lai)加速溶(rong)劑對(dui)固體(ti)樣品(pin)中目標萃(cui)取物的萃(cui)取過程(cheng)。MAE 可以(yi)快速高(gao)(gao)效地把樣品(pin)及溶(rong)劑中的偶極分子(zi)(zi)在高(gao)(gao)頻微(wei)(wei)波(bo)(bo)能的作用(yong)(yong)下,產(chan)生(sheng)偶極渦(wo)流,離(li)子(zi)(zi)傳導和高(gao)(gao)頻率摩(mo)擦,從而(er)在短(duan)時(shi)間內產(chan)生(sheng)大(da)量的熱量。偶極分子(zi)(zi)旋轉導致(zhi)的弱氫鍵(jian)破(po)裂、離(li)子(zi)(zi)遷移等(deng)加速了溶(rong)劑分子(zi)(zi)對(dui)樣品(pin)基(ji)體(ti)的滲透(tou),待分析成分很(hen)快溶(rong)劑化,使(shi)微(wei)(wei)波(bo)(bo)萃(cui)取時(shi)間顯著(zhu)縮短(duan)。
微(wei)波(bo)加(jia)熱具(ju)有選(xuan)擇(ze)(ze)性微(wei)波(bo)對介電性質(zhi)(zhi)不(bu)同的(de)物料呈現出(chu)選(xuan)擇(ze)(ze)性的(de)加(jia)熱特點,介電常數及介質(zhi)(zhi)損(sun)耗小的(de)物料,對微(wei)波(bo)的(de)入射可(ke)以說是“透明”的(de)。溶(rong)(rong)(rong)(rong)質(zhi)(zhi)和溶(rong)(rong)(rong)(rong)劑(ji)的(de)極性越大,對微(wei)波(bo)能(neng)的(de)吸收(shou)(shou)越大,升溫越快,促(cu)進了萃取速度。而(er)對于(yu)不(bu)吸收(shou)(shou)微(wei)波(bo)的(de)非(fei)極性溶(rong)(rong)(rong)(rong)劑(ji),微(wei)波(bo)幾乎不(bu)起加(jia)熱作用。所以,在(zai)選(xuan)擇(ze)(ze)萃取劑(ji)時一定要考慮到(dao)(dao)溶(rong)(rong)(rong)(rong)劑(ji)的(de)極性,以達到(dao)(dao)最(zui)佳效果。
MAE具有生(sheng)物效(xiao)應(ying)(非熱效(xiao)應(ying)) ,由于大多數生(sheng)物體內含有極性水分(fen)(fen)子,在微波場的作(zuo)用下引(yin)起強烈的極性震蕩,從而導致細胞(bao)分(fen)(fen)子間(jian)氫鍵松弛,細胞(bao)膜結(jie)構電(dian)擊穿破裂(lie),加速了溶劑分(fen)(fen)子對基(ji)體的滲透(tou)和待(dai)提(ti)取(qu)成(cheng)分(fen)(fen)的溶劑化。因此,利用MAE從生(sheng)物基(ji)體萃取(qu)待(dai)分(fen)(fen)析的成(cheng)分(fen)(fen)時,能(neng)提(ti)高萃取(qu)效(xiao)率。(李(li)核等,分(fen)(fen)析化學,2003,31(109):126l~1268)
例如:萬(wan)益群,吳世芳利(li)用(yong)(yong)MAE萃(cui)(cui)取(qu)何首(shou)(shou)烏(wu)中的(de)磷(lin)脂(分析測試(shi)學報,2008,27(7):782—784),方法(fa)如下:確稱取(qu)約1.0 g何首(shou)(shou)烏(wu)樣品(pin)(pin)于溶(rong)樣杯中,加入(ru)20 mL萃(cui)(cui)取(qu)溶(rong)劑(氯仿(fang)與(yu)甲醇體積(ji) 比為1:2),把溶(rong)樣杯放入(ru)罐體中,組裝好(hao)罐體后(hou)放入(ru)微(wei)(wei)波(bo)(bo)制樣系統中,插入(ru)溫度探針。設置萃(cui)(cui)取(qu)壓(ya)力為安全(quan)壓(ya)力(1.5 MPa),萃(cui)(cui)取(qu)時間(jian)15 min,溫度為45℃。微(wei)(wei)波(bo)(bo)萃(cui)(cui)取(qu)完(wan)畢后(hou),將樣品(pin)(pin)過(guo)濾(lv)(lv)(lv)。濾(lv)(lv)(lv)液(ye)用(yong)(yong)體積(ji)為濾(lv)(lv)(lv)液(ye)總體積(ji)l/4的(de)8 g/L氯化鈉溶(rong)液(ye)萃(cui)(cui)取(qu)2次(ci),收集有(you)機相。將有(you)機相旋(xuan)轉濃縮至近(jin)干,用(yong)(yong)甲醇定容至10 mL。取(qu)樣品(pin)(pin)溶(rong)液(ye)3 mL用(yong)(yong)甲醇稀釋至10 mL,過(guo)0.45μm微(wei)(wei)孔濾(lv)(lv)(lv)膜,待測。
7、超聲輔助萃取(UAE)
超(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)波為(wei)頻(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)高(gao)(gao)于20kHz以(yi)上的(de)(de)(de)(de)聲(sheng)(sheng)(sheng)波,是一(yi)種機械振動(dong)在(zai)介(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)中的(de)(de)(de)(de)傳(chuan)(chuan)播(bo)(bo)過(guo)程,在(zai)傳(chuan)(chuan)播(bo)(bo)過(guo)程中,超(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)波與介(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)相互作用,可(ke)(ke)以(yi)使(shi)超(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)波的(de)(de)(de)(de)相位(wei)和(he)幅度等(deng)發生(sheng)變化;功(gong)(gong)率(lv)(lv)超(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)波則會使(shi)介(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)狀態(tai)、組(zu)成(cheng)(cheng)、結構和(he)功(gong)(gong)能等(deng)發生(sheng)變化,超(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)萃(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)中的(de)(de)(de)(de)應(ying)用可(ke)(ke)分(fen)為(wei)兩類(lei)(lei):一(yi)類(lei)(lei)是頻(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)高(gao)(gao),能量低(di)(一(yi)般小于1W/cm2)的(de)(de)(de)(de)檢(jian)測超(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)波,其頻(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)多(duo)以(yi)MHz為(wei)單(dan)位(wei);另(ling)一(yi)類(lei)(lei)是頻(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)低(di),能量高(gao)(gao)(通(tong)常為(wei)10—100 W/cmz)的(de)(de)(de)(de)功(gong)(gong)率(lv)(lv)超(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)波,其頻(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)則以(yi)kHz為(wei)單(dan)位(wei)。UAE是一(yi)種重復性好、萃(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)質(zhi)(zhi)(zhi)量高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)方法(fa),它不像MAE,不會讓萃(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)系統的(de)(de)(de)(de)溫(wen)度升(sheng)高(gao)(gao),不利(li)于熱(re)穩定差的(de)(de)(de)(de)代謝(xie)物萃(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)。UAE還可(ke)(ke)以(yi)和(he)液(ye)(ye)(ye)(ye)液(ye)(ye)(ye)(ye)萃(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)配合(he)改(gai)進生(sheng)物樣(yang)(yang)品中脂(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)萃(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)效(xiao)率(lv)(lv)。例如上海交通(tong)大學(xue)藥學(xue)院的(de)(de)(de)(de)劉玉(yu)敏等(deng)(Anal Bioanal Chem,2011, 400:1405–1417)成(cheng)(cheng)功(gong)(gong)地開發了(le)UAE 和(he) LLE結合(he)萃(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)人(ren)(ren)血(xue)清(qing)樣(yang)(yang)品中的(de)(de)(de)(de)代謝(xie)產物,從而(er)比(bi)單(dan)獨使(shi)用液(ye)(ye)(ye)(ye)液(ye)(ye)(ye)(ye)萃(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)脂(zhi)(zhi)肪(fang)酸(suan)提高(gao)(gao)5–60%。Pizarro等(deng)使(shi)用類(lei)(lei)似(si)的(de)(de)(de)(de)方法(fa)以(yi)MTBE作溶劑輔以(yi)UAE萃(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)人(ren)(ren)血(xue)中的(de)(de)(de)(de)脂(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi),比(bi)單(dan)純(chun)使(shi)用MTBE的(de)(de)(de)(de)液(ye)(ye)(ye)(ye)液(ye)(ye)(ye)(ye)萃(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)可(ke)(ke)以(yi)多(duo)檢(jian)出(chu)30%的(de)(de)(de)(de)脂(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)種類(lei)(lei),MTBE-UAE萃(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)方法(fa)具(ju)有更好的(de)(de)(de)(de)重復性,相對(dui)標(biao)準偏(pian)差降低(di)6%,脂(zhi)(zhi)質(zhi)(zhi)(zhi)成(cheng)(cheng)分(fen)的(de)(de)(de)(de)回(hui)收(shou)率(lv)(lv)提高(gao)(gao)7成(cheng)(cheng)(表2文獻(xian)36)。除去萃(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)生(sheng)物液(ye)(ye)(ye)(ye)體外,UAE-LLE也用于萃(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)樣(yang)(yang)品中的(de)(de)(de)(de)脂(zhi)(zhi)肪(fang)酸(suan),例如哈爾賓醫科大學(xue)的(de)(de)(de)(de)李(li)穎等(deng)研究了(le)用UAE-LLE萃(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)鼠的(de)(de)(de)(de)肝臟組(zu)織,考察了(le)超(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)波功(gong)(gong)率(lv)(lv)、萃(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)溶劑、萃(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)容積、萃(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)時(shi)間(jian)等(deng),結果表明萃(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)時(shi)間(jian)比(bi)Folch萃(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)法(fa)萃(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)脂(zhi)(zhi)肪(fang)酸(suan)從12 h 縮短到(dao) 20 min,回(hui)收(shou)率(lv)(lv)在(zai)87–120%之(zhi)間(jian)。(J Chromatogr Sci, 2013;51:376–382)
8、其他可用的萃取方法
在化學分析樣品處理(li)(li)中還(huan)有兩種(zhong)重要的樣品前處理(li)(li)方法,即加(jia)速溶劑萃(cui)取(ASE)和(he)基質固相分散萃(cui)取(MSPD),可以用于脂質組學研(yan)究的樣品前處理(li)(li)。
加速溶(rong)劑萃(cui)(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)(Accelrated Solvent Extraction, ASE),這一(yi)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)是一(yi)種在提(ti)高(gao)溫度和(he)壓力的(de)條件下,用有機溶(rong)劑萃(cui)(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)的(de)自動化方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)。與(yu)其他(ta)液(ye)體萃(cui)(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)相比,其突出的(de)優點(dian)是有機溶(rong)劑用量少、快速、回收率高(gao)。(牟世(shi)芬等(deng),現代分(fen)析儀器,2001,(3):18-20)。 Spiric A等(deng)使用ASE萃(cui)(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)鯉(li)魚肉(rou)中的(de)脂(zhi)肪酸(suan)譜和(he)膽固醇含量,并與(yu)改進的(de)索氏萃(cui)(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)法(fa)(fa)(fa)進行比較(jiao),表明ASE萃(cui)(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)是可用的(de)。(Anal Chim Acta,2010, 672:66–71)。Jansen B等(deng)利(li)用ASE從土(tu)壤(rang)中萃(cui)(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)脂(zhi)質生物標記物,萃(cui)(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)效(xiao)果(guo)和(he)其他(ta)萃(cui)(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)一(yi)樣(Appl Geochem ,2006, 21:1006–1015)。Balasubramanian R K等(deng)用ASE和(he)其他(ta)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)進行了從海(hai)水微(wei)海(hai)藻細胞中萃(cui)(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)脂(zhi)質的(de)研(yan)究(jiu),表明ASE是一(yi)種可以(yi)使用的(de)方(fang)(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(Chem Engineering J,2013, 215–216:929–936)。
MSPD方(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)是1989年首(shou)次提出(chu)是用(yong)(yong)來(lai)處理(li)動物(wu)組織(zhi)樣品的(de)(de)方(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa),樣品與(yu)涂漬有(you)C18等(deng)的(de)(de)各種(zhong)(zhong)聚合(he)(he)物(wu)載(zai)體的(de)(de)固相(xiang)萃取材料(liao)一(yi)起研磨,得到半(ban)干狀態的(de)(de)混合(he)(he)物(wu)并將其作為填料(liao)裝柱(zhu),然后用(yong)(yong)不同的(de)(de)的(de)(de)溶(rong)液(ye)洗(xi)脫(tuo)柱(zhu)子,將各種(zhong)(zhong)待測物(wu)洗(xi)脫(tuo)下來(lai)。其依據是采(cai)用(yong)(yong)脂(zhi)(zhi)溶(rong)性(xing)(xing)材料(liao)(C18)破壞細胞(bao)膜(mo)并將組織(zhi)分(fen)(fen)(fen)散(san),C18充(chong)當分(fen)(fen)(fen)散(san)劑。在(zai)(zai)硅(gui)膠固相(xiang)萃取材料(liao)表(biao)面(mian)鍵合(he)(he)有(you)機(ji)相(xiang),與(yu)傳統(tong)方(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)使用(yong)(yong)砂子做吸附劑類似,在(zai)(zai)樣品與(yu)固體材料(liao)攪(jiao)拌的(de)(de)過程中,利用(yong)(yong)剪(jian)切力作用(yong)(yong)將組織(zhi)分(fen)(fen)(fen)散(san)。鍵合(he)(he)的(de)(de)有(you)機(ji)相(xiang)就像(xiang)溶(rong)劑或洗(xi)滌劑一(yi)樣,將樣品組分(fen)(fen)(fen)溶(rong)解(jie)和(he)分(fen)(fen)(fen)散(san)在(zai)(zai)支持物(wu)表(biao)面(mian)。這(zhe)大大增加了(le)萃取樣品的(de)(de)表(biao)面(mian)積,樣品按各自極(ji)性(xing)(xing)分(fen)(fen)(fen)布(bu)在(zai)(zai)有(you)機(ji)相(xiang)中,如非(fei)極(ji)性(xing)(xing)組分(fen)(fen)(fen)分(fen)(fen)(fen)散(san)在(zai)(zai)非(fei)極(ji)性(xing)(xing)有(you)機(ji)相(xiang)中,極(ji)性(xing)(xing)小分(fen)(fen)(fen)子與(yu)硅(gui)膠上的(de)(de)硅(gui)烷醇結合(he)(he),大的(de)(de)弱極(ji)性(xing)(xing)分(fen)(fen)(fen)子則分(fen)(fen)(fen)散(san)在(zai)(zai)多相(xiang)物(wu)質表(biao)面(mian)。(烏日娜等(deng),食品科(ke)學(xue)(xue),2006,26(6):266-268)。香港城市大學(xue)(xue)的(de)(de)Qing Shen等(deng)利用(yong)(yong)二氧化鈦納米(mi)顆粒作萃取劑,以(yi)基質固相(xiang)分(fen)(fen)(fen)散(san)萃取方(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)進行橄欖果的(de)(de)脂(zhi)(zhi)質組學(xue)(xue)研究,研究證(zheng)明這(zhe)一(yi)方(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)可以(yi)把磷脂(zhi)(zhi)從非(fei)磷脂(zhi)(zhi)中完全選擇性(xing)(xing)地分(fen)(fen)(fen)離出(chu)來(lai)。(Food Research Int,2013, 54:2054–2061)。
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